嵌入式控制器在離心機上地震模擬振動試驗中的應用

鄧 婷，嚴 俠

(中國工程物理研究院 總體工程研究所，四川 綿陽 621900)

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嵌入式控制器在離心機上地震模擬振動試驗中的應用

鄧 婷，嚴 俠

(中國工程物理研究院 總體工程研究所，四川 綿陽 621900)

為實現在離心機上的高頻高量級地震模擬振動試驗，以工控機、嵌入式實時控制器、FPGA機箱、數據采集模塊等硬件為基礎設計了一套地震波再現數字控制系統；通過工控機上的上位機程序實現與用戶交互，根據設定的參考地震波形，計算并輸出驅動數據給伺服控制系統；同時利用運行于RT上的控制程序以及FPGA底層程序來實現振動臺面響應加速度的同步采集，其中采集信號通過DMA FIFO傳送給RT，可確保數據不丟點；控制系統利用同步的響應與驅動信號進行系統辨識，在經過幾次驅動修正與誤差計算的迭代過程后，最終在離心機上振動臺面再現出滿足試驗要求的時域地震波形，振動控制的效果和精度滿足系統研制的技術要求。

離心機;地震模擬;嵌入式;振動控制

0 引言

由于常規振動試驗不能模擬試件原型所受的應力條件，在離心慣性力作用下的離心模型則能夠真實地模擬原型的應力條件，而土的動力特性很大程度上取決于它受到的應力。采用離心模型能夠更加真實地模擬地震條件下地質災害的發生過程和機理，反映試件在實際應力條件下的真實動力響應，所以離心機振動臺被廣泛應用于土木工程、水利建設、抗震技術研究等領域。

本文以國內某離心機上地震模擬振動臺研制項目為研究背景，該設備主要是對離心慣性力場作用下的各類土工結構縮比模型進行地震模擬振動試驗，用以研究巖土結構在地震應力條件下的動力特性以及破壞機理。……